CN209872514U - 基于a2o的复合生态反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于A2O的复合生态反应器，其通过隔板将保温箱体内的空间依次分隔为厌氧生化反应区、缺氧生化反应区、好氧生化反应区和相位分离区，所述缺氧生化反应区和好氧生化反应区内设有悬浮的人工生物膜填料，所述所述缺氧生化反应区和好氧生化反应区的顶部种植有植物，底部设有曝气管，所述植物种植在种植层上或者种植在不设种植层的水中，形成覆盖在相应反应区顶部的植被，所述相位分离区和所述厌氧生化反应区之间通常应设有污泥回流管，所述好氧生化反应区和所述缺氧生化反应区之间设有硝化液回流管。本实用新型有利于提高体系的抗冲击能力，适应于农村污水等高有机物污染、高氮磷污染的污水处理。

Description

基于A2O的复合生态反应器

技术领域

本实用新型涉及一种基于A2O的复合生态反应器，属水污染治理和环境保护技术领域，可用于各种高浓度含氮含磷废水的高效处理，特别是农村污水的处理。

背景技术

目前，全国村镇污水总量达136.2亿吨，占全国生活污水排放总量的22.9%，全国90%以上的生活污水或养殖废水未处理直接排放，其中64.9%的污水渗入地下，35.1%的污水直接排入河、湖等环境水体。

未经处理的生活污水肆意排放，严重污染了农村的生态环境，直接威胁广大农民群众的身体健康以及农村的经济发展。

我国农村生活污水有来源杂、水质不稳定、污水排放量不均匀、收集难、处理率低、增长快等特点。随着农民生活水平的提高以及农村生活方式的改变，生活污水的产生量也随之增长；村庄分散的地理分布特征造成污水分散，难于收集。目前，农村生活污水处理还没有形成完善的体系，污水处理能力与污水排放不成正比。

农村污水治理迫在眉睫、市场广泛，但是目前没有一种得到广泛认可的、稳定达标的、完善的核心处理技术。传统的活性污泥处理工艺有环境差、气味重等缺点，不符合美丽乡村建设的要求；人工湿地虽然景观效果好，但是存在处理能力有限等问题。

现有农村村镇污水分散式处理主要采用三大类技术和工艺：

1） 以二级生化处理为基础的设备化污水处理技术，如SBR、氧化沟、MBR、AO、A2O等；

2）生物+生态组合技术，包括厌氧+曝气跌水氧化+人工湿地、厌氧+滴滤池+人工湿地、土壤渗滤、生态塘等；

3）资源化处理技术，如沼气池、生态厕所、粪便堆肥。

尽管这些处理方式均在各自适应的场合下取得了成效，但由于农村污水污染成分含量复杂，污染物种类、浓度及排放流量的波动很大，其中氮磷含量可能会达到很高的水平，对处理设施的微生物生态的冲击大，现有处理技术难以形成稳定的有效工作状态，特别对氮磷的处理结果难以满足要求。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种基于A2O的复合生态反应器，以提高处理系统的稳定性，更好地适应于农村污水等高有机物污染、高氮磷污染的污水处理。

本实用新型的技术方案是：一种基于A2O的复合生态反应器，包括依次连接的厌氧生化反应区、缺氧生化反应区、好氧生化反应区和相位分离区（或称固液分离区），所述缺氧生化反应区和好氧生化反应区的顶部种植有植物。

所述缺氧生化反应区内优选设有悬浮填料。

所述好氧生化反应区内优选设有悬浮填料。

所述悬浮填料优选为人工生物膜填料，以利用生物膜提高生物反应活性。

所述植物可以种植在种植层上，也可以种植在不设种植层的水中。

所述种植层的下面通常可以设置透水支撑层，以便在允许水流通过的同时能够截留种植层物料以及种植层物料上所附着的污泥或污染物等。

所述植物优选具有足够的密度和/或或覆盖区域，形成覆盖在相应反应区顶部的植被。

所述缺氧生化反应区优选采用上进水。当设有种植层时，进水位置优选位于所述种植层的上方。

所述好氧生化反应区优选采用上进水。当设有种植层时，进水位置优选位于所述种植层的上方。

所述透水支撑层可以包括透水支撑板，例如，孔板。

所述透水支撑板上可以设有附加过滤材料，也可以不设有附加过滤材料。

所述附加过滤材料可以为丝网或无纺布等过滤效果更好的材料。

所述种植层可以由块状或颗粒状种植层填料构成。

所述厌氧生化反应区内通常可以设有机械搅拌器，以便根据处理需要在其驱动电机的带动下进行间隙式搅拌。

所述相位分离区和所述厌氧生化反应区之间通常应设有污泥回流管，所述污泥回流管上设有污泥回流泵，所述污泥回流管的进口连通所述相位分离区底部的污泥区，污泥回流量可以依据现有技术设定或通过实验选定。

所述好氧生化反应区和所述缺氧生化反应区之间设有硝化液回流管，所述硝化液回流管上设有硝化液回流泵，硝化液回流量可以依据现有技术设定或通过实验选定。

所述好氧生化反应区的底部通常应设有曝气管。

所述缺氧生化反应区的底部通常应设有曝气管。

所述曝气管上通常应分布有若干曝气通孔或设置若干曝气器。

所述曝气管通常应通过管道连接曝气供气设备。

所述厌氧生化反应区、缺氧生化反应区、好氧生化反应区和相位分离区优选位于同一个箱体内，相邻反应区之间设有隔板，由此将箱体内空间分隔为相应的多个区，系统进水口接入所述厌氧生化反应区，系统出水口从所述相位分离区的上清液区引出，系统排泥口从所述相位分离区的底部污泥区引出。

所述箱体优选为保温箱体，设有保温层，以利于维持箱内所需的反应温度。

相邻两区间优选设有溢流输水管，通过溢流方式实现水的输送。

所述溢流输水管的进口优选位于前一区的底部，出口优选位于后一区的顶部，各区的水位高度依次降低，由此通过相邻两区间的水位压差实现各区的底部出水，顶部进水，继而使同一区内的水流总体上是自上向下流，在缺氧生化反应区或好氧生化反应区曝气时，水流与气流逆向，以增强碰撞破碎效果，提高氧的溶解量。

当所述缺氧生化反应区设有种植层时，其与所述厌氧生化反应区连接的溢流给水管的出口高于其种植层的上表面；当所述好氧生化反应区设有种植层时，其与缺氧生化反应区连接的溢流给水管的出口高于其种植层上表面，由此使进水穿过种植层。

本实用新型的有益效果是：由于在缺氧和好氧反应区设置了植物种植区，植物根系及其周围形成有利于微生物生长的微环境，即有透气良好的好氧区域，也有团结结构内部的厌氧区域，来自上级反应区的大颗粒污染物被种植层通过过滤、吸附和分解等方式截留和消除，明显地降低了进入缺氧生化反应区和好氧生化反应区的污染水平，并减少了难以生化的复杂有机物的比例，提高了可生化性，其中的氮磷作为植物的营养物质而被吸收和转化，从总体上减小了水体中的氮磷含量，进而有效地提高了对氮磷的去除率；由于采用缺氧生化反应区和好氧生化反应区采用悬浮填料，有助于改善与水体之间的传质效果，不会产生死角，进而有助于形成稳定、统一的生态条件，并通过碰撞促进生物膜的更新，保持生物活性。

根据实验，本实用新型能够将农村生活污水处理到一级B以上标准。

附图说明

图1是本实用新型的构造示意图。

具体实施方式

下面结合附图，具体说明本实用新型的一个实例。

参见图1，箱体1的尺寸为12米×2.0米×2.0米，与集装箱大小相近，主要由厌氧生化反应区5、缺氧生化反应区26、好氧生化反应区19和相位分离区12组成，箱体采用由保温材料包裹的保温箱体，其中厌氧生化反应区有搅拌器29，通过相应的驱动电机4带动搅拌器搅拌，以保障厌氧污泥和污水混合均匀；缺氧生化反应区和好氧生化反应区内部装有人工生物膜填料28，并通过安装在反应区底部的曝气设备实现曝气供氧；位于缺氧反应区和好氧生化反应器顶部的种植区7、10内种植有植物8，形成植被；在相位分离区内进行固液分离，上清水从顶部的系统出水管13流出，污泥从底部的系统排泥管16排出，以进行后续处理与处置。

经过预处理的污水从系统进水口2进入厌氧生化反应区（溶解氧<0.2mg/L），设有污泥回流泵23的污泥回流管17将相位分离区分离出的污泥引入厌氧生化处理去，污水连同回流污泥一起通过搅拌系统的搅拌器搅拌，使污泥和污水完全混合，经一定时间（1-2h）的厌氧分解，有机氮经过氨化作用变为氨氮，通过回流污泥中的聚磷微生物（聚磷菌等）释放出磷，满足相关菌群对磷的需求，然后污水流入缺氧生化反应区（溶解氧≤0.5mg/L），其中的悬浮填料和植物的根系为细菌提供了载体，用作悬浮填料的人工生物膜填料和植物根系上的微生物密度大，反硝化细菌以污水中未分解的含碳有机物为碳源，设有硝化液回流泵22的硝化液回流管20将好氧生化反应区形成的硝化液引入缺氧生化反应区，硝化液中的硝酸根还原为N₂而释放，植物同时也可以吸收氮磷等营养元素满足自身生长的同时净化水体；接下来污水流入好氧生化反应区（溶解氧2-4mg/L），其中用作悬浮填料的人工生物膜填料和植物根系为细菌提供了载体，人工生物膜填料和植物根系上的微生物密度大，硝化细菌将水中的氨氮进行硝化反应生成硝酸根，同时水中的有机物被氧化分解供给聚磷微生物以能量，聚磷微生物从水中吸收磷，磷进入细胞组织，富集在微生物内，以剩余污泥的形式从相位分离区排出，种植的植被也可以通过自身生长吸收氮磷等营养实现净化水体的作用。

本实用新型具有下列特点：

1）借鉴了A2O工艺，设置厌氧-缺氧-好氧三个生化反应区，在去除有机物的同时最大限度脱氮除磷。

2）人工生物膜填料的选择：耐腐蚀、抗老化、生物易附着，优选MBR工艺常用的悬浮填料，悬浮填料主要作用一方面是为微生物提供载体，载体上微生物密度大，同时降低缺氧和好氧区的活性污泥浓度，减小混合液的粘度；另一方面悬浮载体随气体循环运动时，不断碰撞切割气泡，增大了固液气三者之间的接触时间和面积，提高了氧的传质效率，同时载体的运动碰撞也会除去填料上的部分沉积层，从而减缓人工生物膜填料污染，提高生物活性。

3）植被的选择：选择当地的根系发达、脱氮除磷效果好、生命周期长的植物，便于更换，便于养护，景观效果好。

4）处理效率高，降低单位污水处理能耗。

5）可以同时脱氮、除磷、去除有机物。

6）与人工湿地相结合，污水处理设施美观，景观效果好。

7）剩余污泥产量低。

8）耐冲击负荷能力强。

本实用新型适用于水量较小的污水，特别对农村污水等以生活污水为主的水体具有较好的净化效果。

本实用新型公开的各优选和可选的技术手段，除特别说明外及一个优选或可选技术手段为另一技术手段的进一步限定外，均可以任意组合，形成若干不同的技术方案。

Claims (8)

1.一种基于A2O的复合生态反应器，包括依次连接的厌氧生化反应区、缺氧生化反应区、好氧生化反应区和相位分离区，其特征在于所述缺氧生化反应区和好氧生化反应区的顶部种植有植物，所述缺氧生化反应区和好氧生化反应区内设有悬浮填料，所述厌氧生化反应区内设有机械搅拌器，所述好氧生化反应区和缺氧生化反应区的底部均设有曝气管，所述曝气管通过管道连接曝气供气设备。

2.如权利要求1所述的反应器，其特征在于所述悬浮填料为人工生物膜填料。

3.如权利要求1所述的反应器，其特征在于所述植物种植在种植层上或者不设种植层的水中。

4.如权利要求3所述的反应器，其特征在于所述种植层由块状或颗粒状种植层填料构成，所述种植层的下面设置透水支撑层。

5.如权利要求4所述的反应器，其特征在于所述缺氧生化反应区和所述好氧生化反应区均采用上进水，进水位置位于所述种植层的上方。

6.如权利要求1-5任一所述的反应器，其特征在于所述相位分离区和所述厌氧生化反应区之间设有污泥回流管，所述污泥回流管上设有污泥回流泵，所述污泥回流管的进口连通所述相位分离区底部的污泥区，所述好氧生化反应区和所述缺氧生化反应区之间设有硝化液回流管，所述硝化液回流管上设有硝化液回流泵。

7.如权利要求1-5任一所述的反应器，其特征在于所述厌氧生化反应区、缺氧生化反应区、好氧生化反应区和相位分离区位于同一个箱体内，相邻反应区之间设有隔板，系统进水口接入所述厌氧生化反应区，系统出水口从所述相位分离区的上清液区引出，系统排泥口从所述相位分离区的底部污泥区引出。

8.如权利要求7所述的反应器，其特征在于所述箱体为保温箱体，设有保温层。